免疫学 免疫球蛋白ppt课件.ppt

第四章免疫球蛋白 内容与要求 1 免疫球蛋白的结构 掌握 2 抗体的异质性 熟悉 3 免疫球蛋白的生物学特性 掌握 4 人工制备抗体 熟悉 与抗体有关的诺贝尔奖获得者 Ab Ig的发现与命名 1890 Behring Kitasato 血清中具有防御作用的保护成分统称为抗体 Ab 1939 Tiseling Kabat 抗体主要存在于血清 球蛋白组分中 1968 WHO 统称为免疫球蛋白 Ig 抗体 Antibody Ab 是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种糖蛋白 能与相应抗原特异性地结合 发挥免疫功能 主要存在于血清等体液中 免疫球蛋白 Immunoglobulin Ig 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 Ab Ig 免疫球蛋白包括 血清型抗体 分泌型 secretedIg SIg 存在于血液及组织液中 具有抗体的各种免疫功能 膜型Ig membraneIg mIg 是B细胞表面的分子即抗原受体 BCR 骨髓瘤蛋白 第一节免疫球蛋白的结构 一 Ig基本结构 四肽链结构 由两条相同的重链 HeavyChain 和两条相同的轻链 Lightchain 通过链间二硫键连结形成 分子式为 H2L2 四条肽链两端游离的NH2和COOH方向一致分别命名为N端和C端 N端 C端 一 重链和轻链 轻链 L链 214aa 25kDa 链 链轻链决定型别 型 型正常人 2 1 重链 H链 450 550aa 50 75kDa 链 链 链 链 链 Ig类别IgGIgAIgMIgDIgE 二 可变区和恒定区 VariableregionandConstantregion V区 VH VL 可变区 V区 氨基酸种类 排列顺序差异较大 构成抗体的多样性 恒定区 C区 氨基酸种类 排列顺序恒定 C区 CL CH 高变区 hypervariableregion HVR VH VL各有3个区域的氨基酸组成及排列顺序高度可变 称为高变区或互补决定区 complementarity determinantregion CDR CDR1 CDR2 CDR3 共同组成Ig的抗原结合部位 骨架区 Framework FR FR1 FR2 FR3 FR4 三 铰链区 hingeregion 位于CH1和CH2之间 富含脯氨酸 易发生伸展和一定程度的移动 便于抗体更好地与抗原结合 HypervariableRegion 四 结构域 结构域 功能区 Ig分子的H2L2通过链内二键折叠成若干个环形结构 110aa 每个结构域一般具有独特的功能 又称为功能区 L链 VL区CL区H链 VH区CH1区CH2区CH3区CH4区 IgM IgE TheImmunoglobulinSuperfamily V区 C区 VL VH功能区 抗原结合部位 CH3功能区 是Ig与其Fc受体结合的部位 固定细胞 CL和CH区 具有同种异型抗体的遗传标记 CH2区 IgG的补体结合点和通过胎盘的部位 功能区的作用 IgGCH3区 可与单核 M 细胞 中性粒细胞上的IgG Fc受体结合 调理作用 Antibody dependentCell mediatedCytotoxicity ADCC J链由浆细胞合成 二 J链和分泌片 JoiningChainandSecretoryPiece SP由粘膜上皮细胞合成和分泌 IgM SIgA SP J链 分泌片 由粘膜上皮细胞合成的一条多肽链 是上皮细胞膜上的多聚Ig受体的胞外区部分 为分泌型IgA产生所必需 可保护sIgA免受蛋白酶的水解破坏 三 免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶水解 裂解部位 铰链区近N端 裂解片段 2Fab Fc Fab结合价 单价 胃蛋白酶水解 裂解部位 铰链C区端 裂解片段F ab 2 pFc Fab结合价 二价 木瓜蛋白酶作用于IgG分子重链间二硫键的N端侧 将其裂解为Fab段和Fc段 胃蛋白酶则切在该二硫键之C端侧 产生F ab 2和pFc段 IgG水解片段 木瓜蛋白酶胃蛋白酶裂解部位铰链区近N端铰链区近C端裂解片段2Fab FcF ab 2 pFc Fab结合价单价二价同种型抗原决定簇存在消失免疫动物产生抗IgG不产生抗IgG超敏反应的可能性大小 第二节Ig的异质性 Ig的类型抗体的多样性 外源性因素Ig的血清型 内源性因素 一 免疫球蛋白的类型 1 类 按CH抗原性的差异 人类Ig分为5类即IgG IgA IgM IgD及IgE 2 亚类 有的同一类IgCH氨基酸数目或顺序仍有一定的差异 借此可分为若干亚类 如IgG1 IgG4 IgA1和IgA2 3 型 按轻链C区抗原性的差异分为 两型 4 亚型 1 2 3 二 外源性因素所致的异质性 Ig的多样性 外源性抗原可含有多种不同表位 故所诱生的抗体类型和特异性各异 体内所产生的抗体乃异质性抗体的总和 包含针对各种抗原表位的不同特异性抗体以及对同一表位的不同类型抗体 三 内源性因素所致的异质性 Ig血清型 1 同种型 同种内所有正常个体2 同种异型 同种内不同个体3 独特型 单细胞克隆产生的Ig VH VL抗原结合部位的高变区 三 内源性因素所致的异质性 Ig血清型 一 同种型 isotype 同一种属共有的Ig特异性标志 存在于IgC区 二 同种异型 allotype 同一种属不同个体Ig的特异性遗传标志 geneticmarker 存在于IgC区和V区IgG Gm IgGmarkerIgA AmA2m1 A2m2IgE Em1 Km 三 独特型 idiotype 一个淋巴细胞克隆独有的Ig特异性标志 存在于IgV区 每一V区均存在5 6个独特位 分为独有和交叉独特型两种 privateandcrossidiotype Ab2 抗独特型抗体 依其性质与功能分为 四种类型 Ab2 识别和结合Ab1骨架上的独特型 不影响Ab1与相应抗原的结合 Ab2 抗原内影像 识别并结合Ab1上抗原表位结合的补位 抑制Ab1与抗原的结合 Ab2 识别并结合Ab1上与补位相关及临近的独特位可抑制Ab1与抗原的结合 Ab2 与Ab2 都有调节相应Ab1克隆增殖的作用 Ab2 识别Ab1骨架附近的独特位 又识别抗原表位 与自身免疫病的发病机制有关 这样 Ig的可变区 抗原结合部位 独特型决定基是在同一结构基础上 免疫球蛋白血清型 血清型分布类别变异部位 同种型同种内所有正常个体类 IgG IgA IgM IgD IgE CH 亚类IgG1 4 IgA1 2 CH 型和亚型CL 同种异型同种内不同个体Gm1 Gm30 A2m1 A2m2 CH CL 独特型单细胞克隆产生的Ig极多 108VH VL抗原结合部位的高变区 第三节免疫球蛋白的功能 识别并特异性结合抗原 中和病毒或毒素 借助C区功能清除病原微生物或造成免疫损伤 B细胞表面的IgM IgD是B细胞的BCR 可特异性识别并结合抗原 V区的功能 C区的功能 1 激活补体 IgG CH2 IgM CH3 经典途径 利用补体的溶细胞 细胞毒 效应溶解抗原靶细胞 2 结合细胞的Fc受体 IgGFc IgEFc与细胞表面的相应受体结合 调理吞噬作用 opsonization IgGFc段与吞噬细胞表面的IgGFc受体结合 调理吞噬 补体介导的调理吞噬 抗体也参与作用 IgG 抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 ADCC效应 antibody dependentcell mediatedcytotoxicity 表达IgGFc受体的细胞通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞 Antibody dependentCell mediatedCytotoxicity ADCC NK细胞的ADCC作用 M 的ADCC作用 肥大细胞 I型超敏反应 介导I型超敏反应 IgE通过FcR与肥大细胞 嗜碱性粒细胞表面的IgEFcR结合而介导 3 穿过胎盘和黏膜 穿过胎盘 IgG的CH2 胎盘母体一侧的滋养层细胞表达特异性IgG输送蛋白 FcRn 进行选择性传递穿过黏膜 SIgA 发挥局部抗感染作用 第三节五类Ig的特性与功能 各类免疫球蛋白的主要区别 IgG 出生后3月开始合成 3 5岁近成人水平 血清中含量最高 占总Ig的75 80 抗感染的主要抗体 再次应答的主要抗体具有多种功能 经典途径激活补体 调理作用 ADCC高亲和力抗体与SPA结合 用于免疫快速诊断能通过胎盘 对新生儿抗感染起重要作用 IgM 五聚体 具有很强的抗原结合能力和补体结合能力 但亲和力低 占总Ig的5 10 分子量最大 不能通过血管进入组织 在系统发育和个体发育过程中最早出现的Ig 胚胎发育晚期即可出现 脐带血IgM升高 胎儿宫内感染 初次应答的主要抗体在疾病中最早出现的抗体 近期感染的指标mIgM是B细胞抗原受体 为单体结构 Noactivation Activation 补体结合能力强 IgA IgA有两型 血清IgA 单体 占总Ig的10 15 SIgA 二聚体 SIgA是人体外分泌液中的主要抗体 存在于黏膜分泌液 初乳 唾液 泪液中 SIgA对防御病原微生物从黏膜入侵机体以及在黏膜局部免疫中发挥重要作用 又称为局部防御性抗体或局部抗感染抗体 IgD 血清型IgD含量很低 膜型IgD存在于成熟B细胞表面 是B细胞成熟的标志 是BCR的组成部分 IgE 血清IgE的含量最低 只有IgG的4万分之一 为亲细胞性受体 IgE的CH2 CH3能够与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE Fc受体结合 介导 型超敏反应 与抗寄生虫感染有关 第四节人工制备抗体 克隆 由一个始祖细胞分化 增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群 多克隆抗体 polyclonalantibody PcAb 单克隆抗体 monoclonalantibody McAb 基因工程抗体 geneengineeringantibody GeAb 多克隆抗体 polyclonalantibody pAb 用天然抗原免疫动物制备的抗体 免疫血清 缺点 特异性不高 易出现交叉反应 且不易大量制备 单克隆抗体 monoclonalantibody mAb 由一个克隆细胞产生 只作用于某一抗原决定基的均一抗体 优点 高度特异性和均一性 纯度高 效价高 无交叉反应 易于大量制备 成本低 应用杂交瘤技术将免疫的小鼠脾细胞与恶性浆细胞瘤细胞融合成为杂交瘤细胞 获得单个浆细胞克隆制备的抗体 每一种浆细胞克隆产生一种特异性抗体分子 即杂交瘤技术 系将产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行杂交 产生的杂交瘤细胞 既可在体外大量无限生产繁殖又能合成和分泌抗体 单克隆抗体技术 单克隆抗体在医学中的应用 1 临床检测各种病原体 肿瘤抗原等2 检测淋巴细胞的表面标志3 机体微量成分的测定4 抑制器官移植排斥5 治疗自身免疫疾病6 生物导弹7 亲和层析中重要的配体 pAbmAb产生细胞多种浆细胞克隆一种浆细胞克隆抗体非均一性均一性纯度不高高特异性不强强 pAb与mAb的主要区别 基因工程抗体 Geneticengineeringantibody GeAb 应用基因工程方法制备的抗体称为基因工程抗体思路 人源Ab基因克隆到真 原 核表达系统中 体外表达人 鼠嵌合Ab转基因至剔除自身Ab基因又敲入人Ig基因的小鼠体内 杂交瘤产生完全人Ab 小分子抗体 鼠单抗人源化 基因工程改造的抗体 人源抗体的生产过程 基因工程抗体 人 鼠嵌合抗体 鼠源V区 Fab 人源C区 Fc 改型抗体 鼠源CDR双特异性抗体 异源性H2 L2Fab抗体 完整L 部分HFv抗体 VH VL单链抗体 VH连接肽VL单域抗体 VH最小识别抗体 单一CDR 1 免疫球蛋白的基本结构 功能区及其功能2 免疫球蛋白的酶解片段及各片段的功能 3 免疫球蛋白的生物学功能4